การพัฒนาระบบควบคุมการม้วนหนังเทียม แบบอัตโนมัติ สำหรับควบคุมความตึงของหนังเทียม PVC ในกระบวนการเคลือบผิว

รายงานวจิ ัยฉบับสมบูรณ เรอ่ื ง โครงการพฒั นาระบบควบคุมการมวนหนังเทียม แบบอตั โนมัติ สําหรบั ควบคุมความตงึ ของหนงั เทียม PVC ในกระบวนการเคลือบผิว โดย นายเจรญิ ยงเสมอ นายทววี ัฒน อาจหาญ ดร.นครินทร ศรีสุวรรณ ฝา ยระบบการผลติ อัตโนมัติ สถาบันนวัตกรรมเทคโนโลยไี ทย-ฝรั่งเศส มหาวิทยาลัยเทคโนโลยพี ระจอมเกลาพระนครเหนือ

คาํ นาํ การพัฒนาระบบควบคุมการมวนหนังเทียมPVC แบบอัตโนมัติ สําหรับควบคุมความตึงของ หนังเทียม PVC ในกระบวนการเคลือบผิว เปนการพัฒนาระบบควบคุมการมวนเก็บหนังเทียมใน กระบวนการเคลือบผิว ทํางานในโหมด Manual และ Automatic ในกระบวนการเคลือบตั้งคา Set point ไวที่ 5 Kg/m สามารถท่ีจะควบคุมคาความตึงโดยมีคาผิดพลาด Error ได ± 0.5 Kg/m หรือควบคุมความตึงไดคาความผิดพลาดไดไมเกิน รอยละ 10 ตามคาความตึง ระบบควบคุม ประกอบดว ย ชดุ แกนมว น 2 แกน ชดุ ตรวจจบั ความตงึ ชุดควบคมุ สงั่ การ การพัฒนาระบบควบคุมการ มวนหนังเทียมไดมกี ารศึกษาขอมูลกระบวนการเคลือบผิวหนังเทียม PVC ขอมลู ของปญหาการมวน หนังและแนวทางการพัฒนา ออกแบบระบบไฟฟาและระบบควบคุม ทําการติดต้ังอุปกรณและเขียน โปรแกรมควบคุมPLC ทําการทดสอบพรอมปรับปรุงแกไขโปรแกรมและพารามิเตอร จนไดผลตาม เปาหมายที่กําหนด ชวยลดความผิดพลาดในการตัดสินใจของพนักงานในกระบวนการมวนหนังเทียม PVC ใหลดลงไดรอยละ5 ชวยลดปริมาณของเสียและเพิ่มคณุ ภาพของสินคา ในกระบวนการเคลือบ ผิวหนังเทยี มPVC เจรญิ ยงเสมอ หัวหนาโครงการ

สารบญั หนา บทท่ี 1 บทนํา 1 1. ความเปนมา 1 2. วัตถปุ ระสงคของโครงการ 3. เปา หมายของโครงการ หรือผลลัพธที่คาดวา จะเกิดข้ึน 3 4. ผลงาน หรอื สง่ิ ท่ีสง มอบ 3 บทที่ 2 แนวคิดทฤษฎแี ละงานวิจัยทเ่ี กย่ี วของ 3 1. ทฤษฎพี ้ืนฐาน PLC (Programmable Logic Control) 2. การผลติ หนังเทยี ม PVC โดยเครอื่ ง Calender 4 3. อุตสาหกรรมผลติ ภัณฑพ ลาสติก 4 4. ทฤษฎีระบบควบคุม 10 5. หลกั การใชงานตวั ควบคุมมอเตอรด วย Inverter 13 บทที่ 3 วิธีดําเนินการวิจัย 1. ขอบเขตการดําเนนิ งาน 22 2. แผนการดาํ เนนิ งาน 26 3. ระยะเวลาดําเนนิ งาน 34 4. ข้ันตอนการดาํ เนนิ งาน 34 บทท่ี 4 ผลการวิเคราะหขอมลู 35 1. ผลทดสอบการทาํ งานของระบบควบคมุ กับช้นิ งาน A 2. ผลทดสอบการทาํ งานของระบบควบคมุ กบั ชนิ้ งาน B 36 3. ผลทดสอบการทาํ งานของระบบควบคมุ กับชิน้ งาน C 4. กราฟเสน แสดงผลการทดสอบคาความตึงของชิ้นงาน A, B และ C 36 5. สรปุ 46 46 บทที่ 5 บทสรปุ และขอเสนอแนะ เอกสารอา งอิง 47 ภาคผนวก ก 48 เอกสารอนุมตั ิใหเร่มิ ตน โครงการสนับสนุนการพฒั นาเทคโนโลยแี ละนวัตกรรม 50 เอกสารหนังสือรบั รองการใชป ระโยชนจ ากผลงานวจิ ัยหรืองานสรา งสรรค เอกสารแบบแสดงหลักฐานการมสี วนรวมในผลงาน 51 52 53 54 55 56 58

สารบญั ภาพ ภาพ หนา 1 1-1 ตัวอยางสนิ คา ของ บรษิ ัท ไทยวาพลาสติก จํากดั 1-2 เครื่องมว นหนงั เทียม PVC ท่ีมีระบบเซ็นเซอรรักษาความตึงของหนังเทียมPVC 2 4 และชุดควบคุมความเร็วในการมวนหนังเทยี ม PVC จากการปรบั คา ศักยไฟฟา 5 6 ของมอเตอร 7 2-1 ลักษณะโครงสรางของ PLC 7 8 2-2 ตวั อยางอปุ กรณท ีใ่ ชเปนสัญญาณอินพตุ 9 10 2-3 สว นประกอบของ CPU 11 2.4 โครงสรา งของ PLC และหนว ยความจํา 13 2-5 แสดงพแี อลซีชนดิ บลอ็ ก 14 15 2-6 แสดงพีแอลซีโมดูล 16 2-7 แสดงวธิ กี ารตอ PC กับ PLC 17 18 2-8 วงจรแลดเดอร (PLC Ladder Logic Diagram) 19 19 2-9 การผลิตหนงั เทียม PVC แบบใชลูกกล้ิง (Calendering) 20 2-10 ตัวอยางเครื่อง Foaming Oven ทีใ่ ชสาํ หรบั อบใหช น้ั ฟองนํา้ ฟูตัว 20 20 2-11 พลังงานท่ีใชในกระบวนการผลติ ผลิตภณั ฑพ ลาสตกิ 21 22 2-12 ตารางแสดงการจาํ แนกประเภทกระบวนการผลิตผลติ ภัณฑพ ลาสติก 22 2-13 แสดงการข้ึนรปู แบบ Blow Molding 2-14 แสดงการขน้ึ รปู แบบ Stretch Blow Molding 2-15 แสดงกระบวนการ Injection Molding 2-16 แสดงลกั ษณะเครอ่ื งอัด (ก.) และ การข้นึ รูปแบบ Compress Molding (ข.) 2-17 แสดงขัน้ ตอนการขนึ้ รปู แบบ การอัดรดี ขน้ึ รปู (Extrusion) 2-18 แสดงกระบวนการผลิตและผลติ ภัณฑจากการข้นึ รปู แบบ Blown Film 2-19 แสดงกระบวนการผลิตและผลิตภัณฑจ ากการข้นึ รปู แบบ Sheet/Film Extrusion 2-20 แสดงกระบวนการผลิตและผลิตภัณฑการขึ้นรปู แบบPipe/Tube/Profile Extrusion 2-21 แสดงกระบวนการผลติ และผลติ ภัณฑจ ากการขน้ึ รูปแบบ Tape Yarn/Filament 2-22 แสดงการขึ้นรปู แบบใชลมอัด (Blow Forming) 2-23 แสดงการเคลือบดว ยวิธีการรดี โดยใชลูกกลิ้ง

สารบัญภาพ (ตอ) หนา ภาพ 24 2-24 วงรอบการควบคมุ PID 2-25 เอาตพุตของตัวควบคมุ PID เมอื่ รบั อินพุตแบบขั้นบันได 24 2-26 ผลตอบสนองของระบบในโดเมน 25 2-27 ตารางผลกระทบจากการปรบั แตงคาพารามเิ ตอรของตวั ควบคมุ PID 2-28 วงจรอนิ เวอรเ ตอรสําหรับการควบคุมมอเตอร 25 2-29 วงจรชดุ คอนเวอรเ ตอร (Converter Circuit) 26 2-30 วงจรชุดอนิ เวอรเตอร (Inverter Circuit) 27 2-31 การเปลีย่ นขนาดแรงดันของอินเวอรเ ตอรต ามความถี่ 2-32 วิธี PWM แบบ Sine Wave 27 2-33 ลักษณะโหลดแรงบดิ คงที่ Constant Torque 2-34 ลักษณะโหลดแรงบดิ ไมค งที่ Variable Torque 28 2-35 ลกั ษณะโหลดกําลงั คงท่ี Constant Power 29 2-36 ลกั ษณะโหลดกําลังและแรงบดิ คงที่ Constant Power/ Torque 31 2-37 ลกั ษณะโหลดแรงบดิ เรม่ิ ตน สูง Starting Breaking Torque Demand 3-1 แผนดําเนินงาน 31 3-2 ประชมุ วางแผนและเสนอโครงการ 32 3-3 ออกแบบชุดควบคุมมอเตอรแ กนA 3-4 ออกแบบชุดควบคมุ มอเตอรแกนB 32 3-5 ออกแบบอปุ กรณอินพุต 1 3-6 ออกแบบอปุ กรณอินพตุ 2 33 3-7 ออกแบบอปุ กรณเ อาตพ ุต 1 35 3-8 ออกแบบอปุ กรณเอาตพตุ 2 3-9 ออกแบบอปุ กรณอ นาลอกอนิ พุตและเอาทพ ตุ 1 36 3-10 ออกแบบตคู วบคุมส่งั การ 3-11 การเช่อื มตอ สอื่ สารอปุ กรณ 37 3-12 ออกบบโปรแกรมควมคุม PID มอเตอรแ กนA 37 3-13 ออกบบโปรแกรมควมคุม PID มอเตอรแกนB 3-14 ควบคุมการประกอบและติดตัง้ ระบบควบคุม 38 38 39 39 40 40 41 41 42 42

สารบัญภาพ (ตอ ) ภาพ หนา 3-15 ออกแบบและตดิ ต้ัง หนา จอส่ังการพรอ มโปรแกรม 43 3-16 ตรวจสอบการทาํ งานของระบบควบคุม 43 3-17 ทดสอบการมวนหนงั เทียม PVC และเก็บขอ มลู 44 3-18 ถา ยทอดองคค วามรูใหกับผคู วบคุมการมวนหนังเทียม 45 4-1 ตารางผลการควบคุมการมัวนหนังเทียม PVC สชี มพู ตั้งคา ความตึงที่ 4.0 Kg. หนา 1มม. 47 4-2 ตารางผลการควบคุมหนงั เทียม PVC สนี า้ํ ตาล ตั้งคา ความตึงท่ี 5.0 Kg. หนา 1.2มม. 48 4-3 ตารางผลการควบคุมหนังเทยี ม PVC สีน้าํ เงิน ต้ังคา ความตึงที่ 6.0 Kg. หนา 1.5มม. 49 4-4 กราฟแสดงผลการควบคมุ หนงั เทยี ม PVC สชี มพู หนา 1มม.ต้ังคาความตงึ ที่ 4.0 Kg./m. 50 4-5 กราฟแสดงผลการควบคมุ หนังเทยี มPVC สนี ้าํ ตาลหนา 1.2มม.ต้ังคาความตงึ ท่ี 5.0 Kg./m. 50 4-6 กราฟแสดงผลการควบคมุ หนังเทียมPVC สนี ํา้ เงนิ หนา 1.5มม.ต้งั คา ความตงึ ท่ี 6.0 Kg./m. 49

1 บทท่ี 1 บทนํา 1. ความเปนมา บรษิ ัท ไทยวาพลาสตกิ จาํ กดั ไดจดทะเบียนกอ ต้งั ข้นึ ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2526 โดยมี ผถู ือหุนเปนคนไทย 100% มที นุ จดทะเบียนเร่มิ แรก 25 ลานบาท และมกี ารเพ่ิมทุนจนถึงปจจุบัน ทุนจดทะเบียนอยูท่ี 50 ลานบาท เพื่อประกอบธุรกิจการผลิต PVC SHEET, หนังเทยี ม PVC, ผา ใบ คลุมรถ, ผา ใบโฆษณา เปน ตน ภาพที่ 1-1 ตวั อยา งสินคา ของ บริษัท ไทยวาพลาสตกิ จํากัด อน่ึง ในกระบวนมวนบรรจุหนังเทียม PVC ที่มีชวงความหนา 0.6 -3.0 มม. ทางบรษิ ัทฯ มี ปญหาเกี่ยวกับความตึงของมวนหนังเทียม PVC ซึ่งสัมพันธกับความเร็วของมอเตอร และเวลาในการ มวนที่จะทําใหรศั มีและขนาดของมวนหนงั เทยี ม PVC เพ่ิมขึ้น โดยในอดีตท่ีผานมา บริษัทฯ ไดมีการ ปรับปรงุ เครอ่ื งจักรดว ยการตดิ ตง้ั ระบบเซน็ เซอรเ พ่ือควบคมุ ความตึงของความเร็วของหนังเทียม PVC และมีการตอพวงหนาจอแสดงคาศักยไฟฟา กระไฟฟาของมอเตอร (ภาพท่ี2) เพื่อใหพนักงาน ตรวจเชค็ และปรบั คา ศกั ยไฟฟาเพ่ือลดหรือเพิ่มความเร็วของมอตอร เม่ือพบวามวนหนังเทียม PVC มี ความผิดปรกติ เชน เกิดการยับ มีการหดตัวและรัดแนนเกินไป เปนตน แตบางคร้ังพนักงานอาจไม สามารถปรับคาศักยไฟฟาที่เหมาะสมไดทันเวลา จึงทําใหสนิ คา ของบรษิ ัทเกิดความเสียหาย สงผลให บรษิ ทั ฯ มคี วามเส่ยี งทจี่ ะสูญเสยี รายไดจากการทลี่ กู คา ขอคนื สินคา ท่ไี มไ ดคุณภาพ

2 ภาพท่ี 1-2 เครื่องมวนหนงั เทียม PVC ที่มีระบบเซ็นเซอรรกั ษาความตงึ ของหนงั เทียม PVC และชดุ ควบคมุ ความเร็วในการมว นหนังเทยี ม PVC จากการปรบั คาศักยไฟฟาของมอเตอร บริษัทฯ จึงตองการพัฒนากระบวนการมวนหนังเทียม PVC ใหมีมาตรฐานท่ีสูงขึ้น โดยมี แนวคิดที่จะปรับเปล่ียนระบบควบคุมมอเตอรเปนระบบอัตโนมัติ ซึ่งจะมีการตอพวงกับชุดควบคุม แบบ PLC ที่มีระบบเซ็นเซอรตรวจสอบความเร็วของมอเตอรหรือความตึงของมวนหนังเทียม PVC เพื่อใหอุปกรณตาง ๆ สามารถทํางานรวมกันผานการเขียนโปรแกรมการควบคุมความตึงของหนัง เทยี ม PVC ขณะมวนเปนสนิ คาสําเร็จ เพื่อชวยลดความผิดพลาดในการตัดสนิ ใจของพนักงาน รวมถึง สามารถปรับตั้งคาของเคร่ืองจักรใหทํางานไดอยางเหมาะสม เมื่อมีการมวนหนังเทียม PVC ท่ีมีความ หนาแตกตางกันได อยางไรก็ตาม การพัฒนาระบบควบคุมการมวนหนังเทียม แบบอัตโนมัติ สําหรับ ควบคุมความตงึ ของหนังเทียม PVC ในกระบวนการเคลือบผิวใหม ีคณุ ภาพนัน้ จําเปนตองใชผูที่มคี วามรู และประสบการณระบบควบคุม ระบบไฟฟา เคร่ืองจักรกล และดาน วัสดุศาสตร เพ่ือทําหนาท่ี ออกแบบ ควบคุมการติดต้ัง ทดสอบและวิเคราะหขอ มูลตางๆ แตบริษัทฯ ไมไดม ีความเชี่ยวชาญใน การทํางานดังกลาว จึงอาจตองใชเวลาในการวางแผนและใชงบประมาณจํานวนมาก รวมถึงไม สามารถคาดการณไดวา พัฒนาระบบควบคุมการมวนหนังเทียม แบบอัตโนมัติ สําหรับควบคุมความตึง ของ หนังเทียม PVC ในกระบวนการเคลือบผิว ที่พัฒนาข้ึน จะทํางานไดอยางมีประสิทธิภาพหรือไม บริษัทฯ จึงมีความประสงคท ่ีจะขอความอนุเคราะหจากโครงการ ITAP ใหชวยประสานงานในการ จัดหาผูเ ชย่ี วชาญและสนับสนนุ งบประมาณการวิจัยใน โครงการพัฒนาระบบควบคุมการมว นหนงั เทยี ม

3 แบบอัตโนมัติ สําหรับควบคุมความตึงของหนังเทียม PVC ในกระบวนการเคลือบผิวโดยบรษิ ทั ฯ หวังวา โครงการวจิ ัยครั้งนจี้ ะสําเร็จไดด ว ยดี และชวยลดความเสียหายท่เี กิดขนึ้ ในระหวา งการมว นหนังเทียม PVC ไดอยา งยง่ั ยนื 2. วัตถุประสงคของโครงการ 2.1 เพอื่ พัฒนาระบบควบคุมการมวนหนังเทียม แบบอัตโนมัติ สําหรับควบคุมความตงึ ของหนังเทยี ม PVC ในกระบวนการเคลือบผวิ 2.2 เพ่อื ลดความผิดพลาดในการตัดสินใจของพนักงานในกระบวนการมวนหนังเทยี ม PVC 3. เปาหมายของโครงการ หรือผลลพั ธท ี่คาดวาจะเกดิ ขนึ้ 3.1 สามารถออกแบบระบบควบคุมการมวนหนังเทียม แบบอัตโนมัติ สําหรับควบคุมความตึงของ หนงั เทยี ม PVC ในกระบวนการเคลือบผิวได 3.2 สามารถพัฒนาระบบควบคุมการมวนหนังเทียม แบบอัตโนมัติ สําหรับควบคุมความตึงของหนัง เทยี ม PVC ในกระบวนการเคลือบผวิ ได 3.3 สามารถลดความผิดพลาดในการตัดสินใจของพนักงานในกระบวนการมวนหนังเทียม PVC ใหลดลงไดร อ ยละ 5 4. ผลงาน หรือส่ิงทส่ี งมอบ 4.1 แบบแปลนออกแบบพัฒนาระบบควบคุมการมว นหนังเทียม แบบอัตโนมัติ สําหรับควบคุมความ ตึงของหนังเทยี ม PVC ในกระบวนการเคลือบผวิ 4.2 ระบบปรบั ต้ังคา การมว นหนังเทยี ม แบบอัตโนมตั ิ สําหรบั ควบคุมความตึงของหนังเทียม 4.3 รายงานสรุปผลการดําเนนิ งาน

4 บทที่ 2 ทฤษฎที ่ีเก่ียวของ 1. ทฤษฎีพ้ืนฐาน PLC (Programmable Logic Control) PLC (Programmable Logic Control) คอื อุปกรณชนิดโซลิต-สเตท ท่ีทาํ งานแบบลอจิก การ ออกแบบการทาํ งานของ PLC จะคลายกับหลกั การทาํ งานของคอมพิวเตอร จากหลักการพ้ืนฐาน PLC จะประกอบดวย อุปกรณที่เรียกวา โซลิต-เสตท ลอจิก เอเลเมนท (Solid-State Digital Logic Element) เพอื่ ใหก ารทาํ งานและการตัดสินใจเปน แบบลอจิก การใช PLC สําหรับควบคมุ การทํางานของเครื่องจักรหรืออุปกรณต างๆ ในโรงงานอุตสาหกรรม จะมีขอไดเปรยี บกวาการใชระบบรีเลย (Relay) ซ่ึงจําเปนตองเดินสายไฟ ดังน้ันเม่ือจําเปนที่ตอง เปลี่ยนระบบการผลิต หรือลําดับการทํางานใหม จะตองเดนิ สายไฟใหม ซ่ึงเสียเวลาและคาใชจายสูง เม่ือเปรียบเทียบกับ PLC แลว การเปล่ียนระบบหรือลําดับการทํางานใหม ทําไดโดยการเปลี่ยน โปรแกรมเทานน้ั นอกจากนี้ PLC ในปจจุบันไดหันมาใชร ะบบโซลติ -สเตท ซึ่งนาเช่ือถือกวาระบบเดิม ลดการใชพลังงานไฟฟาและสะดวกกวา เมื่อตองการขยายขั้นตอนการทํางานของเคร่ืองจักร เพราะ สามารถตอ PLC หลายๆตวั เขาดวยกัน เพ่อื ควบคมุ การทํางานของระบบใหมีประสิทธิภาพมากข้ึนได ดังน้ันการใชงาน PLC จึงมีความยืดหยุน มากกวารีเลยแ บบเกา ในงานอุตสาหกรรมจึงนิยมหันมาใช งาน PLC เพิม่ มากข้ึน 1.1 สว นประกอบของ PLC PLC เปนอุปกรณค อมพิวเตอรควบคุมสําหรับใชในงานอุตสาหกรรมซ่ึงประกอบดวย หนวย ประมวลผลกลาง หนวยความจํา หนวยรับขอมูล หนว ยสงขอมูล และหนวยปอนโปรแกรม โดย PLC ขนาดเล็กจะมสี วนประกอบตางๆ รวมอยูเปนเคร่ืองเดียว แตถาเปน PLC ขนาดใหญสามารถแยก สวนประกอบได โดยทั่วไปโครงสรา งของ PLC จะประกอบดว ย 5 สว นหลกั ดงั ภาพท่ี 2-1 ภาพที่ 2-1 ลกั ษณะโครงสรา งของ PLC

5 1.1.1 ภาคอนิ พตุ ภาคอินพุตทําหนาที่รับขอมูลเขามา จากน้ันจะทําการสงขอมูลตอไปเพื่อทําการ ประมวลผล สัญญาณอินพุตตางๆ ท่ีเขามาจะถูกแปลงใหเปนสัญญาณที่เหมาะสมถูกตอง ไมเชน น้ัน หนวยประมวลผลกลาง (CPU) จะเสยี หายได สัญญาณท่ดี จี ะตอ งมคี ณุ สมบตั ิและหนา ทด่ี งั น้ี 1) สญั ญาณเขา จะตองไดร ะดับท่เี หมาะสมกับ PLC 2) การสงสัญญาณระหวางอินพุตกับ CPU กระทาํ ดวยแสง ซึ่งอาศัยอุปกรณประเภท โฟโตทรานซิสเตอร เพื่อตองการแยกสญั ญาณทางไฟฟาออกจากกัน เพ่ือเปนการปองกันไมใ ห CPU เสยี หาย เมอื่ อินพุตเกิดการลัดวงจร 3) หนา สมั ผัสตอ งไมสัน่ สะเทือน อปุ กรณอ นิ พุตที่สงสัญญาณออกมาในลักษณะเปด-ปด หรือ 0-1 จะสามารถใชไดกับ PLC ท่ี รับสัญญาณเปนแบบดิจิตอลเทานั้น สวนสัญญาณอินพุตที่เปนแบบอนาล็อกมาตรฐานตางๆ จะตอง ตอเขา กับภาคอนิ พตุ ของ PLC ทส่ี ามารถรับสัญญาณอนาลอ็ กเทา นน้ั ภาพท่ี 2-2 ตัวอยางอุปกรณท ี่ใชเ ปนสัญญาณอนิ พุต 1.1.2 หนวยประมวลผลกลาง (CPU) CPU ทําหนาที่ประมวลผลและควบคมุ ซึง่ เปรียบเหมือนสมองของระบบภายใน CPU จะประกอบไปดวยลอจิกเกทตางๆ และมีไมโครโปรเซสเซอรเบส เพ่ือสําหรับออกแบบวงจรรีเลย แลดเดอรล อจกิ CPU จะยอมรับขอมูลอินพุต จากอุปกรณใหสัญญาณตางๆ ตอจะทําการเก็บขอมูล โดยใชโปรแกรมจากหนวยความจํา ขอมูลที่ถูกตองเหมาะสมจะถูกสง ไปยังอุปกรณค วบคุมแหลงจาย กระแสไฟฟา ตรง เพื่อใชส าํ หรบั แรงดันตํา่

6 ภาพที่ 2-3 สว นประกอบของ CPU จากภาพที่ 2-3 เปน CPU ท่ีรวมแหลงจายไฟเขาดวยกัน ซึ่งจะแยกแหลงจายไฟออกมา ตางหาก นอกจากน้ียังมสี ว นสําคัญท่ีอยูใน CPU อีกชุดหน่ึง คือ โปรเซสเซอรเมโมรีโมดูล ซ่ึงถือเปน สมองที่ควบคุมโปรแกรมภายในประกอบดวย ไมโครเมโมรีชิพ ทําหนาที่เก็บและเรียกขอมูลจาก หนว ยความจาํ และตดิ ตอ กับวงจรท่ตี อ งการ 1.1.3 หนวยความจําของ PLC หนว ยความจาํ ของ PLC ทาํ หนาทเี่ กบ็ รักษาโปรแกรมและขอมูลที่ใชในการทํางาน โดย ขนาดของหนวยความจําจะถูกออกแบบเปนบิตขอมูลภายในหนว ยความจํา 1 บิต จะมีสถานะทาง ลอจิกเปน 0 หรอื 1 แตกตางกัน แลวแตคําสั่ง PLC ประกอบดว ยหนวยความจําสองชนิด คือ แรม และรอม 1) แรม (RAM: Random Access Memory) หนวยความจําน้ีมีแบตเตอรี่เล็กๆ ตอไว เพื่อใชเลี้ยงขอมูลเม่ือไฟดับ การอานและเขียนโปรแกรมลงในแรมทําไดงายมาก จึงเหมาะกับการใช งานในระยะทดลองเครื่องทีม่ ีการแกไขโปรแกรมบอย 2) อีพรอม (EPROM: Erasable Programmable Read Only Memory) หนวย ความชนดิ อพี รอมนี้ จะตอ งใชเครอ่ื งมือพเิ ศษในการเขียนโปรแกรม การลบโปรแกรมทําไดโดยใชแสง อลั ตราไวโอเลต มขี อดีตรงไฟดับแลวขอมลู ไมห าย 3) อีอีพรอม (EEPROM: Electrical Erasable Programmable Read Only Memory) หนวยความชนิดน้ีไมตองใชเคร่ืองมือพิเศษในการเขียนและลบโปรแกรม โดยใชวิธีทาง ไฟฟา เหมอื นแรม ไมตอ งมีแบตเตอรีส่ าํ รองไฟ รวมเอาขอ ดีของแรมและอีพรอมไวด ว ยกัน

7 ภาพท่ี 2-4 โครงสรางของ PLC และหนวยความจํา 1.1.4 ภาคเอาทพตุ ภาคเอาทพุตทําหนาที่รับขอมูลจากตัวประมวลผลแลวสงขอมูลไปควบคุมอุปกรณ ภายนอกเพอื่ ใหอุปกรณดา นเอาทพุตทาํ งานตามทีโ่ ปรแกรมเอาไว สวนของเอาทพ ุตจะทําหนาที่รับคาสภาวะท่ไี ดจากการประมวลผลของซีพยี ู แลวนําคา เหลานี้ไปควบคุมอุปกรณทาํ งาน นอกจากนั้นยังทําหนาท่ีแยกสัญญาณของหนวยประมวลผลกลาง (CPU) ออกจากอุปกรณ 1.2 ชนดิ ของพแี อลซี ตามโครงสรางของ PLC สามารถจําแนก PLC ไดเ ปน 2 ชนิด คือ 1.2.1 พีแอลซีชนิดบล็อก (Block Type PLCs) PLC ชนิดนี้จะรวมสวนประกอบท้ังหมดของ PLC อยูใ นบล็อกเดียวกันทง้ั หมด ในภาพที่ 2-5 จะแสดงพแี อลชนิดบล็อก ภาพที่ 2-5 แสดงพีแอลซีชนิดบล็อก

8 1.2.2 พีแอลซีชนิดโมดลู (Modular Type PLCs) หรือ แร็ค (Rack Type PLCs) PLC ชนิดนี้มีสวนประกอบแตละสวนแยกออกจากกันเปนโมดูลได ซึ่งสามารถเลือกใชงานไดหลายแบบ ข้นึ อยูกบั รนุ ของ PLCในสวนของหนวยประมวลผลกลางและหนวยความจําจะอยูก ับซีพยี ูโมดลู ภาพท่ี 2-6 แสดงพีแอลซโี มดูล 1.3 อปุ กรณก ารเขยี นโปรแกรม การส่ังการให PLC ทํางานจะตองเขียนและปอนขอมูลให PLC กอน ซึ่งอุปกรณที่ใชในการ ปอ นโปรแกรมใหน ั้น แบงออกเปน 2 ชนิด 1.3.1 ตวั ปอนโปรแกรมแบบมอื ถอื (Hand Held Programmer) ซึ่งการเขียนโปรแกรมใหกับ PLC โดยการใชตัวปอนโปรแกรมแบบมอื ถือ ภาษาทใ่ี ช เปนภาษาสเตทเมนตล ิสต เชน คาํ ส่ัง โหลด (LD) แอนด (AND) ออร (OR) ซ่ึงเปนคําสั่งพ้ืนฐาน สามารถเรียกใชงานโดยการกดปุมที่อยูท่ีตัวปอ นโปรแกรมแบบมือถอื แตเมื่อตองการใชงานฟงกชั่น อนื่ ๆ ทม่ี ีอยูใน PLC สามารถเรียกใช โดยปุมเรียกใชคําส่ังพิเศษ ซ่ึงวิธีการใชงานตวั ปอนโปรแกรม แบบมือถอื ตองศกึ ษาจากคมู อื แตล ะรุน

9 1.3.2 คอมพวิ เตอรสวนตัว (PC: Personal Computer) PC สามารถใชเขียนโปรแกรมใหกับ PLCได โดยใชงานรวมกับซอฟตแวรเ ฉพาะของ PLC ย่ีหอน้ันๆ ภาษาที่ใชเขียน คือ ภาษาแลดเดอร ซึ่งทําใหเขาใจงายกวาสเตทเมนลิสต การใชงาน PLC จงึ งา ยกวาการใชตัวปอนโปรแกรมแบบมอื ถือ ภาพที่ 2-7 แสดงวิธีการตอ PC กับ PLC 1.4 ความสามารถของ PLC สามารถควบคมุ งานได 3 ลกั ษณะ คอื 1.4.1 งานท่ีทําตามลําดับกอนหลัง เชน การทํางานของระบบรีเลย การทํางานของไทเมอร- เคานเตอร การทํางานของพีซบี ีการด การทํางานในระบบก่ึงอัตโนมัติ ระบบอัตโนมัติ หรือเครื่องจักร ตางๆ เปนตน 1.4.2 งานควบคมุ สมยั ใหม เชน การทํางานทางคณิตศาสตร การควบคมุ แบบอนาล็อก การ ควบคมุ PID (Proportional – Integral – Derivative) การควบคมุ มอเตอร เปนตน 1.4.3 การควบคุมเก่ียวกับงานอํานวยการ เชน งานสัญญาณเตอื นและโปรเซสมอนิเตอรร ิง งานควบคุมอัตโนมตั ใิ นโรงงานอุตสาหกรรม งานตอรวมกับคอมพิวเตอร แลน (LAN: Local Area Network) และแวน (WAN: Wide Area Network) เปนตน 1.5 การเขยี นโปรแกรม ภาษาที่ใชในการเขียนโปรแกรม PLC มี 5 ชนิด (ตามมาตรฐาน IEC 61131-3) ไดแก แลดเดอรลอจิก (Ladder Logic; LAD) สเตตเมนตลิสต (Statement List; STL) ฟงชั่น บล็อกไดอะแกรม (Function Block Diagram; FBD) อินสตักชน่ั ลิสต (Instruction List; IL) และ ซเี ควนเชียลฟงชั่น ชารด (Sequential Function Chart) การเขียนโปรแกรมดว ยแลดเดอรจะเปนที่ นยิ มมากท่ีสุด เมื่อ PLC อยูในสถานะพรอมทาํ งานแลว โปรแกรมจะถูกปอนเขาไปยังหนวยความจํา ของ CPU ทําให CPU ประมวลผลและไดผลลัพธเปนสัญญาณเอาตพุต หนาคอนแทคซึ่งเปนชนิด

10 ปกติเปด ดังนั้น ถาหนาคอนแทค 001 และ 002 ตอกัน ก็จะทําใหเกิดเอาตพุต 009 หรือหนา คอนแทค 003 ตอกัน ก็ทําใหเกิดเอาตพุต 009 ไดเชนกัน ลักษณะนี้เรียกวา รัง (Rung) คือ มี สัญญาณอินพุตหนึ่งหรือมากกวาที่ทาํ ใหเกิดเอาตพตุ หน่ึงหรือมากกวา ภาพที่ 2-8 วงจรแลดเดอร (PLC Ladder Logic Diagram) 2. การผลิตหนังเทียม PVC โดยเครอื่ ง Calender การผลิตหนังเทยี ม PVC แบบใชลูกกล้ิง (Calendering) (ภาพท่ี 2-9) เปนกรรมวิธีที่มีการ ดดั แปลงมาจากอุตสาหกรรมผลิตแผนยางธรรมชาติ นอกจากนี้ยังมีอุตสาหกรรมอื่นๆ ท่ีดัดแปลงไปใช ดว ยเชน กนั เชน อุตสาหกรรมกระดาษ เส่ือน้ํามนั และโลหะแผน เปน ตน โดยข้นั ตอนการผลิต มีดงั น้ี 1) ใชเทอรโมพลาสติกชนิดเหลว (Resin) ผสมกับวัสดุชนิดอื่น เชน วัสดุทําใหแข็งแรง (Stabilizer) วัสดุชวยใหลื่นตัว (Lubricant) วัสดุชวยใหออนตัว (Plasticcizer) เพ่ือตองการใหออน นมุ ฯลฯ แลว นาํ เขาเครื่องผสมและบดผานไปยงั สวนใหค วามรอน ทาํ ใหส ว นผสมหลอมละลาย 2) สว นผสมหลอมละลายผานลกู กล้ิงทรงกระบอกรดี ออกเปนแผน บางชนิดมีลูกกลิง้ คู ตอถัด จาการรีดแผน ทาํ ใหอ อกมามีลวดลายตางๆ ประกอบเขาไปดว ย 3) แผนชิน้ งานทไ่ี ดจะเคลื่อนผา นลูกกล้ิงเยน็ ชวยใหแขง็ ตัวคงรปู แลวเขามว นเกบ็ ตอ ไป

11 ภาพท่ี 2-9 การผลิตหนังเทยี ม PVC แบบใชล ูกกลงิ้ (Calendering)

12 2.1 รายละเอียดขั้นตอนการผลติ หนงั เทียม PVC นําวัตถุดิบ 1 ใสเขาเคร่ือง Hot Blender เพื่อผสมใหเขากันแลว ผานเขาเครือ่ ง Banbury เพื่อผสม ดวยความรอนและแรงอัดใหเขากันเปนเนื้อเดียวกัน นําวัตถุดิบท่ีเปนเน้ือเดียวกัน น้ีผาน เครื่อง Mixing Roll 1 และ 2 เพื่อรีดใหเนื้อ Compound ใหละเอียดย่ิงขึ้น จึงผานไปยังเคร่ือง Calender รีดออกเปนแผน PVC คร่ึงสําเร็จรูป จากน้ันจึงผาน PVC แผนนี้เขาเครื่องพิมพสีใส วัตถุดิบ2 (Printing ink) พิมพตามสีท่ีตองการ แลวจึงผาน PVC แผนนี้ไดเขาเครื่อง Surface Treating เพื่อเครือบผิวใหมีคุณภาพยิ่งข้ึน โดยใช วัตถุดิบ 3 Surface treating Agent สุดทายน้ีจึง นําแผน PVC ทไ่ี ดเขาเครอื่ ง Emboss เพื่อพิมพล ายนนู ไดเ ปน PVC แผน สําเรจ็ รูป 2.1.1 รายละเอียดข้ันตอนการผลิตหนงั เทยี มหลงั ผา นําวัตถุดิบ 1 มาผสมในเคร่ือง Hot Blender ใหเขากัน แลวจึงผานไปยังเคร่ือง Banbury ผสมดวยความรอนและแรงอัดใหเขาเปนเน้ือเดียวกัน จากน้ันผานไปยังเคร่ือง Mixing Roll 1 และ 2 รีดให PVC Compound ที่ไดม เี น้ือละเอียดย่ิงข้ึนเพื่อ นําผานไปยังเคร่ือง Calender รีดออกมาเปนแผน PVC ในเวลาเดยี วกัน นําวัตถุดิบ 2 เขายึดและกาวผาดวย วัตถุดิบ 3 ในเคร่ือง Treater & Tenter นาํ แผน PVC ที่ไดจากเคร่อื ง Calender และผาที่ไดจากเคร่ืองที่ยึดและกาวแลว ผานเครื่อง Laminate เพ่ือติดผาและแผน PVC ใหเขากันเปนหนังเทียมหลังผาแลวจึงผานเขา เครื่องพิมพสี โดยใช วัตถุดิบ 4 เม่ือพิมพสีเสร็จเรียบรอย แลว นําหนังเทียมหลังผา ท่ีไดไ ปเคลือบ ผิว อกี คร้งั หน่ึง โดยใชว ัตถุดิบ 5 ผา นเคร่ือง Surface Treating แลวจึง นาํ ไปอดั ลายนูนตางๆ ในเคร่อื ง Embossing ไดเปนหนังเทยี มหลงั ผาตามตองการ 2.1.2 รายละเอยี ดข้ันตอนการผลิตหนังเทยี มฟองนํา้ หลงั ผา นําวัตถุดิบ 1 มาผสมในเคร่ือง Solution Mixer ในเวลาเดยี วกันนํา วตั ถุดิบ 2 ( ผา ) เขาเครื่อง Treater & Tenter เพ่ือยึดและกาวผาโดยใช วัตถุดิบ 3 แลวนําวัตถุดิบที่ผสมแลวจาก เครื่อง ผสมมาเขาเคร่อื ง Coating พรอมกับผา ท่ผี านเครื่อง treater & Tenter แลวเพื่อเคลือบ PVC Compound ลงบนผาแลวจึง ใหผ านเขาเครื่อง Foaming Oven เพื่อทําใหเปนหนังฟองน้ํา นําหนัง ฟองนํ้าน้ีเขาเครื่องพิมพ โดยใช วัตถุดิบ 4 แลวผานตอไปยังเคร่ือง Surface Treating โดยใช วัตถุดิบ 5 เพ่ือเคลือบผิวหนังฟองนํ้าใหไดตามคุณภาพ ตามท่ีตองการ จากน้ันจึงผานเขาเคร่ือง Embossing เพือ่ ใหไดลายนูนตามความตอ งการของลูกคาไดเ ปน หนังฟองน้ําหลงั ผา (ภาพท่ี 2-9) 2.2 การผลติ หนงั เทียม PVC แบบอดั แผน (Laminating) โดยทั่วไป Laminating หมายถึง การยึดติดวัสดุแผนสองแผนหรือมากกวาเขาดว ยกัน เชน ไมอัด สําหรับกรรมวิธีการผลิตของพลาสติกหมายถึงการยึดติดช้ัน (Layer) ของวัสดุผสมหรือวัสดุ เสริมกําลัง (Resin-Impregnated) หรือ Resin-coated หรือ Reinforcing เขาดว ยกันโดยใชความ

13 รอนและแรงอัด ชน้ิ งานหรอื ผลติ ภณั ฑท ผี่ านกรรมวิธีการผลิตแบบน้ีแบง ออกเปนชนิดตา งๆ เชน ชนิด แรงอัดต่ํา (Low-Pressure) ชนิดแรงอัดสูง (High-Pressure) ซงึ่ แลวแตขนาดของแรงอัดที่ใชระหวาง การผลิต 2.2.1 รายละเอียดขนั้ ตอนการผลติ หนังเทียมแบบอดั แผน (Laminating) นําแผนวัสดุผสมหรือวัสดุเสิมกําลัง เชน กระดาษ ผา ใยหิน ใยแกว วางซอนกันตาม ชนิดและความ หนาท่ีตองการ โดยใชพลาสติกเหลวพวกเทอรโมเซตติ้งเปนตัวประสานในการอัด ( Press ) ซงึ่ ใชแ รงอัดประมาณ 1,000-1,500 psi. และมคี วามรอนประมาณ 300-350 F. อัดเคร่ือง ลงตามเวลาท่ีกําหนด ความรอนและแรงอัดจะทําใหไดแผนชิ้นงานท่ีเรียบรอยและแข็งแรง ผิวหนา ของแผน ชิ้นงานอาจทําใหม ีลวดลาย หรอื ลายนนู อยา งไรก็ได ภาพที่ 2-10 ตัวอยา งเครอ่ื ง Foaming Oven ทใ่ี ชส าํ หรบั อบใหชัน้ ฟองนาํ้ ฟูตวั 3. การจัดกลมุ อตุ สาหกรรมผลติ ภัณฑพ ลาสติก อุตสาหกรรมผลติ ภัณฑพ ลาสติกเปน อตุ สาหกรรมปลายนํ้าของอุตสาหกรรมปโตรเคมี โดยการผลิต ชนิ้ สว นพลาสตกิ แสดงในภาพท่ี 2-10 ผลติ ภัณฑพลาสติกจะมีการใชวัตถุดิบหลักคือเม็ดพลาสติกชนิด ตางๆ ตามความตองการของลูกคาโรงงานบางแหงอาจจะมีการปรบั ปรุงวัตถุดิบเอง เชน การเติมสี หรอื ใสส ารเคมีเตมิ แตงอืน่ ๆ จากนั้นจะทาํ การผสมกันแลวทําการหลอมเพ่ือเตรยี มนําเขากระบวนการ ขึ้นรปู ตางๆ ซึ่งกระบวนการขึ้นรูปนัน้ มีหลากหลายเพ่ือใหผลิตภัณฑพลาสติกท่ไี ดเหมาะสมแกการใช งานตอไป เชน การฉดี (Injection) การรีดหรือดึง (Extrusion) การเปา (Blow) เปนตน หลังจากผาน

14 กระบวนการข้นึ รปู แลว ชน้ิ งานพลาสติกจะแข็งตัวคงรูปเมื่ออุณหภูมิชนิ้ งานพลาสติกต่ําลง ดังนั้นจึงมี การหลอเยน็ ช้นิ งาน จากนั้นจะเปนข้นั ตอนในการตกแตง ชนิ้ งานใหสมบูรณ เชน การตัดแตง การพนสี การขัดเงาหรือเคลือบ การพิมพลาย เปนตน ถือวาเปนการส้นิ สุดการข้ึนรูปผลิตภัณฑพลาสติก และ จะทาํ การบรรจุเพ่ือจัดสงจาํ หนายใหแกลูกคา ตอไป เน่ืองจากกระบวนการขึ้นรูปผลติ ภัณฑพลาสติก นั้นมคี วามหลากหลายมาก ดังน้นั เมื่อจะพิจารณาการจัดกลุมอุตสาหกรรมพลาสติก โดยพิจารณาการ บรโิ ภคพลังงานจึงจําเปนตองทราบวา ปจจัยใดมีผลทําใหเกิดการบริโภคพลังงานท่ีแตกตางกันในการ ข้ึนรปู พลาสตกิ จากการศึกษาพบวาการใชกระบวนการผลิตที่ตางกันการบริโภคพลังงานตอน้ําหนัก ผลิตภัณฑจะตางกัน กระบวนการผลติ และผลิตภัณฑแบบเดยี วกันแตใชวัตถุดิบที่ตางกันจะบริโภค พลังงานไมเทากัน ดังนั้นปจจัยหลักที่สามารถแสดงความแตกตางของการบริโภคพลังงานสําหรับ อตุ สาหกรรมพลาสติกคอื กระบวนการผลติ และวตั ถุดิบ ภาพท่ี 2-11 พลงั งานทใ่ี ชใ นกระบวนการผลิตผลิตภัณฑพ ลาสตกิ จากการศึกษากระบวนการขึ้นรปู ผลิตภัณฑพลาสติก ในอุตสาหกรรมพลาสติกของประเทศไทย ไดท ําการจดั กลุมอตุ สาหกรรมการข้นึ รูปผลติ ภณั ฑพลาสตกิ โดยทําการพิจารณาแบงตามกระบวนการ ผลิต และ ประเภทของผลิตภัณฑพลาสติก ดังน้ันจึงสามารถแบงออกไดเปน 13 กลุม ดังแสดงใน ตารางท่ี 1

15 ภาพที่ 2-12 ตารางแสดงการจําแนกประเภทกระบวนการผลิตผลติ ภัณฑพลาสติก 4. กระบวนการผลติ และข้ึนรูปผลิตภัณฑพ ลาสตกิ 4.1 กระบวนการ Blow Molding กระบวนการ Blow Molding คอื เปนการเปา ข้นึ รปู ขวดพลาสตกิ โดยเร่ิมจากวัตถุดิบคือ เม็ด พลาสติกชนดิ HDPE (สวนใหญ) PP, PE เปนตน นําเม็ดพลาสติกมาหลอมใน Extruder โดยใชความ รอนจาก Heater ไฟฟา จากน้ันสกรูจะอัดพลาสติกเหลว โดยใชหลักการขบั เคลื่อนสกรูและการปด- เปด Mold ดวยระบบ Hydraulics สงผาน หัว Die Head ออกมาเปนลักษณะทรงกระบอก (Parison) จากนั้น Mold จะเคล่ือนตัวมาประกบแลวเปา ลม โดยใชอากาศอัดเพ่ือใหเน้ือพลาสติก ขยายเต็มตาม Mold เมอื่ เตม็ Mold แลวจะมีนาํ้ เย็นจากเคร่ือง Chiller ไหลมาหลอ เย็นเพอื่ ใหช้นิ งาน แขง็ ตัวคงรปู ตามแมพิมพท ี่ตอ งการ ดงั ภาพท่ี 2-13 ผลติ ภัณฑจาก Blow Molding: ขวดบรรจุภัณฑประเภท ขวดนํ้ามันเคร่อื ง, แกลอนนํ้ามัน, ขวดแชมพู, ขวดนมเปร้ยี ว, ขวดน้าํ หมกึ เปน ตน

16 ภาพท่ี 2-13 แสดงการข้ึนรปู แบบ Blow Molding 4.2 กระบวนการ Stretch Blow Molding กระบวนการ Stretch Blow Molding เปนการผลิตขวดบรรจุภัณฑเหมือนกัน ซ่ึงการขึ้น รูปแบบน้ีจะเปนการเพิม่ ความแข็งแรงใหแกภาชนะพลาสติก เพราะมีความหนาเฉล่ียท่ีแนนอน, ลด คาใชจายในการผลติ เพราะ เกดิ ของเสียนอ ย และยงั ไดภาชนะทไี่ มมีตะเข็บรอยตอตรงคอและกนของ ภาชนะ จึงทําใหมีคุณภาพสูงกวา การข้ึนรูปแบบ Blow Molding ซึ่งการขึ้นรูปแบบ Stretch Blow Molding จะแบงข้ันตอนการผลิตออกเปน 2 สว น คอื การฉีดเพ่ือใหเปน Pre-form แลวจึงนํา Pre- form ท่ไี ดไปเขาสขู ้นั ตอนการ Stretch Blow เพอ่ื ข้นึ รปู ตามแมพิมพตอไป 4.2.1 การฉีด (Injection Molding) คือ ใชหลักการขับเคล่ือนสกรแู ละการปด-เปด Mold ดวยระบบHydraulics หรือใชมอเตอรไฟฟา เร่ิมจากวัตถุดิบเม็ดพลาสติก สวนใหญเปนชนิด PET จากนั้นนําไปหลอมใน Extruder โดยใชความรอนจาก Heater ไฟฟา จากน้ันสกรจู ะอัดสงผาน หัว Nozzle ผาน Runner เขาสู Mold (ซง่ึ การผลิต Pre-form สวนใหญจะใช Hot Runner เพื่อลด ปริมาณของเสีย) เมื่อเนอื้ พลาสติกไหลเขาเต็ม Mold จะมีนาํ้ เย็นจาก Chillerไหลผาน Mold เพื่อให ชิน้ งานเย็นและแขง็ ตวั จากน้ัน Mold จะเปด ออกเพ่ือใหนาํ ชน้ิ งานออก

17 4.2.2 การ Stretch Blow คือ เปนการเปา ข้ึนรูปขวดโดยใชวัตถุดิบคือ Pre-form จากการ ฉีด นํามาอุนใหPre-form ออนตัวจากน้ัน Mold จะมาประกบ แลวจะมีแทงเหล็กกดกนตัว Pre- form ใหยืดลงในแนวด่ิง แลวทําการเปาใหขยายเต็มแมพิมพ จากน้ันจะมีนํ้าเยนไหลผาน Mold เพื่อใหขวดแข็งตัวคงรปู แลว เปด Mold ปลอยขวดออกมาเปนอนั เสรจ็ สน้ิ รายละเอยี ดดังภาพท่ี 2-14 ผลติ ภัณฑจาก Stretch Blow Molding: ผลิตภณั ฑสว นใหญเปนขวดบรรจุภัณฑประเภทนํ้า ด่ืม, นาํ้ ผลไม, ขวดโหลปากกวาง, ถงั นาํ้ ด่ืม, ขวดซอสปรงุ รส, ขวดนา้ํ มนั พชื เปน ตน ภาพท่ี 2-14 แสดงการขน้ึ รปู แบบ Stretch Blow Molding 4.3 กระบวนการฉีด Injection Molding กระบวนการข้นึ รูปแบบฉีด จะเร่ิมจากวัตถดุ ิบเปนเมด็ พลาสติกหรอื เปนผงก็ไดลงในกรวยเติม จะถูกเกลียวหนอนหมุนสงไปยังดานหนาของกระบอกสูบ ซึ่งมีแผนความรอนไฟฟา (Electrical Heater) ทําใหพลาสติกหลอมเหลว หลังจากนั้นจะเคล่ือนเกลียวหนอนใหดันพลาสติกผานหัวฉีดไป เขาแมพิมพ (Mold) ซึ่งปดอยู แมพิมพซ่ึงจะมีการหลอเย็นดวยนํ้าเย็นท่ีผลิตจากเคร่ืองทํานํ้าเย็น (Chiller) เพ่อื ทําใหช้ินงานเย็นและแข็งตัว สามารถถอดออกจากแบบไดในระยะเวลาส้ัน จากน้ันจะ สง ไปตกแตง ชน้ิ งานตอ ไป ดงั ภาพที่ 2-15 ผลิตภัณฑจาก Injection Molding: ผลิตภัณฑจากการฉีดมีหลากหลายรูปแบบมาก เชน อุปกรณช ิ้นสวนอิเลก็ ทรอนิกส, ช้นิ สวนรถยนต, เครอื่ งใชไฟฟา, ของใชในครัวเรือน, ของเลน เดก็ เปน ตน

18 ภาพที่ 2-15 แสดงกระบวนการ Injection Molding 4.4 กระบวนการ Compressed Molding กระบวนการ Compressed Molding เปนการข้ึนรูปโดยการนําผงพลาสติกทีแ่ ข็งตัวมาอัด ในแมพิมพภายใตความดันและอุณหภูมิที่เหมาะสม ซึ่งวัตถุดิบสวนใหญที่ใชกระบวนการนี้ คือ ผง Melamine ขั้นตอนการผลิตทําโดย เร่ิมจากนําผงพลาสติกมาช่ังใหไดนํ้าหนกั ตามที่ตอ งการ จากน้ัน นําไปอบไลความชื้นและเปนการอุนวัตถุดิบกอนเขาแมพิมพ จากนั้นนําไปใสแมพิมพ พอเร่ิมปด แมพ ิมพอ ดั ใหพลาสติกแพรตัวไปตามชอ งวางของแมพิมพจะเร่มิ ชลอชาลง เพอื่ ใหพลาสตกิ ไดรับความ รอนจากแมพิมพไดท ่วั ถึงยิง่ ขนึ้ เมื่อถึงตําแหนง สดุ จะถงึ ชวงเวลาแขง็ ตัวของพลาสติกเองโดยไมตองใช นํา้ เย็น จากน้ันกเ็ ปด แมพิมพนาํ ชน้ิ งานออกได ผลิตภัณฑพลาสตกิ จากการ Compressed Molding: สวนใหญเปน ผลิตภัณฑท่ีทําจาก Melamine เชน จาน, ชาม, ถว ย, ชอน, เครอ่ื งใชใ นครวั เรือน, ท่เี ขยี่ บหุ ร่ี เปนตน ภาพท่ี 2-16 แสดงลักษณะเคร่ืองอดั (ก.) และ การขึ้นรปู แบบ Compress Molding (ข.)

19 4.5 กระบวนการอดั รีดขึ้นรปู (Extrusion) กลุมกระบวนการอัดรีดขึ้นรูป (Extrusion) ที่สามารถจัดรวมเขาดวยกันได ซ่ึงจะ ประกอบดว ยกระบวนการตา งๆ ดงั น้ี 4.5.1 Blown Film Extrusion ประเภทผลิตภัณฑ ถุงพลาสตกิ 4.5.2 Film Extrusion ประเภทผลติ ภัณฑ แผน ฟล มบาง 4.5.2 Sheet Extrusion ประเภทผลติ ภัณฑ เสื่อนํ้ามัน, หนังเทียม 4.5.4 Pipe/tube Extrusion ประเภทผลติ ภัณฑ ทอ PVC, ทอ นา้ํ 4.5.5 Profile Extrusion ประเภทผลิตภัณฑ รางสายไฟ, ขอบหนา ตา ง 4.5.6 Tape Yarn /Filament Extrusion* ประเภทผลิตภัณฑ กระสอบพลาสติก* หมายเหตุ : * Tape Yarn เปนการผลิตแบบผสม คอื การทําเสนเทปน้ันเปนการ Extrusion แต หลังจากได เสนเทปแลวตองนําไปผานการทอ, การตัด และการเย็บ จึงจะออกมา เปน กระสอบพลาสตกิ ภาพท่ี 2-17 แสดงข้นั ตอนการข้ึนรปู แบบ การอดั รดี ขน้ึ รปู (Extrusion) การใชพลังงานท่ีเคร่ืองอัดรีด (Extruder) ดังในภาพท่ี 2-17 เคร่ืองอัดรีดของกระบวนการผลิต Extrusion ทั้ง 6 แบบ จะคลายกัน จะแตกตางกันท่ีรูปแบบของหัวดาย ข้ึนอยูกับลักษณะของ ผลิตภัณฑ เชน ถากระบวนการ Pipe/tube Extrusion หัวดายจะข้นึ รปู ผลิตภัณฑท หี่ นาตัดเปนทอ หรอื ถาใชก ระบวนการ Sheet Extrusion หวั ดายจะมีหนากวางซ่งึ เมอื่ พลาสติกเหลวไหลผานออกมา จะมีลกั ษณะเปน แผน เปนตนสวนข้ันตอนการผลติ อื่นๆ เชน การหลอเย็น, การดึงหรือลาก และ การ ตัดหรือมวน ก็เหมือนกัน หากจะพิจารณาการใชพลังงานแลว คอนขางใกลเคียงกัน สามารถจัดใหอยู ในกลุม เดยี วกันได

20 ภาพที่ 2-18 แสดงกระบวนการผลติ และผลติ ภณั ฑจ ากการข้ึนรูปแบบ Blown Film ภาพท่ี 2-19 แสดงกระบวนการผลิต และผลิตภณั ฑจากการขึน้ รปู แบบ Sheet/Film Extrusion ภาพท่ี 2-20 แสดงกระบวนการผลติ และผลติ ภัณฑจ ากการข้นึ รูปแบบ Pipe/Tube/Profile Extrusion

21 ภาพท่ี 2-21 แสดงกระบวนการผลติ และผลิตภัณฑจากการข้นึ รปู แบบ Tape Yarn/Filament 4.6 กระบวนการ Thermoforming และ Laminating กระบวนการ Thermoforming และ Laminating เปนกระบวนการที่ตอจาก Sheet/Film Extrusion ซึ่งก็คือ วัตถุดิบท่ีใชจ ะเปนผลิตภัณฑจากกระบวนการ Sheet/Film Extrusion เปน ลกั ษณะ Secondary Process กระบวนการ Thermoforming เปนการข้ึนรูปโดยการใหความรอนกับแผนฟลม หรือ แผน พลาสติกจนถงึ อุณหภูมิออนตัว แลวใชแรงบังคับใหแนบกับแมพ ิมพ สวนใหญท่ีพบจะเปนการใชแรง ดูดของสุญญากาศ (Vacuum Forming) หรือใชล มอัด (Blow Forming) หลงั จากน้ันตอ งทําใหเย็น เพ่ือชิน้ งานคงรปู ไวตามแบบของแมพ ิมพ ผลิตภณั ฑพ ลาสติกทข่ี น้ึ รูปจากการ Thermoforming : กลองและภาชนะใสอาหารสําเร็จรูป ถาดอาหาร, หลังคารถกระบะ, ถว ยน้ําดมื่ เปนตน

22 ภาพท่ี 2-22 แสดงการขึน้ รปู แบบใชลมอดั (Blow Forming) กระบวนการ Laminating เปนการเคลือบหรอื อัดช้ัน น้ันมีหลายวิธี การเคลือบแบบผง, แบบใช ไฟฟาสถิต, แบบใชความรอ น เปนตน หลกั การคอื การใชพลาสตกิ เหลวเคลือบไปบนวัสดุ แลวแตความ หนาท่ีตองการ อาจจะเปนการเคลือบไปบนกระดาษ, พลาสติกดวยกัน หรอื ผา ก็ได ดังภาพท่ี 2-23 ประโยชนที่นําไปใชเพื่อใหวัสดุมีความแข็งแรงมากขึ้น, กันน้ําหรือความชื้นได, ปอ งกันรอยขดี ขวน เปนตน ภาพที่ 2-23 แสดงการเคลือบดว ยวิธีการรดี โดยใชล กู กลง้ิ 5. ทฤษฎีระบบควบคมุ ตัวควบคมุ PID ตัวควบคมุ PID (proportional-integral-derivative controller) ไดร ับการ นําเสนอเปน ครง้ั แรกในป ค.ศ.1922 โดย Minorsky สําหรับการควบคุมระบบนํารองการเดินเรือ นับ จากนน้ั เปนตน มา ตัวควบคุม PID ไดร บั การนาํ มาประยุกตใ ชงานในภาคอุตสาหกรรมอยาง กวางขวาง ซ่ึงพบวากวารอยละ 90 ถงึ 95 ของปญ หาการควบคมุ ระบบในภาค อุตสาหกรรมสามารถแกไขไดดว ย ตัวควบคุม PID ในทางคณิตศาสตร ตัวควบคมุ PID มีกลไกปฏบิ ัติการทางคณิตศาสตรท่ีเปนการปรับ สัดสวน (Proportional) การอินทิเกรต (Integral) และการอนุพันธ (Derivative) สัญญาณ

23 ความสัมพันธทางคณิตศาสตรของตัวควบคุม PID เมื่อกําหนดให) คือสัญญาณอินพุต และ คือสัญญาณเอาตพตุ (สัญญาณควบคมุ ) แสดงดังสมการ เม่อื คอื คา คงตวั อัตราขยายเชิง ปรับสัดสว น (Proportional gain constant) คือคา คงตัวอัตราขยายเชิงอินทิเกรต (Integral gain constant) และ คือคาคงตัวอัตราขยายเชิง อนุพันธ (Derivative gain constant) ดังนัน้ ฟงกชันถา ยโอน ) ของตัวควบคมุ PID จะ แสดงไดด งั สมการ นอกจากน้ี ฟง กชันถายโอน ของตวั ควบคมุ พไี อดีอาจแสดงไดด ังสมการ เมื่อ คือคา คงตวั ทางเวลาเชงิ อินทิเกรต (Integral time constant) และ คือคาคง ตวั ทาง เวลาเชิงอนพุ นั ธ (Derivative time constant) เม่ือทาํ การเปรยี บเทียบ พิจารณาระบบควบคุมในภาพ ตัวควบคุม PID ) จะรับสัญญาณคลาดเคล่ือน (Error signal: E(s)) มาคํานวณเพื่อผลิตสัญญาณควบคุม (Control signal: U(s)) และสงไปควบคุม พลานต (Plant) ) ใหผลติ ผลตอบสนองหรือเอาตพุต (Output signal: C(s)) สอดคลอ งกับ สัญญาณ อนิ พุตอางอิง (Reference input signal: R(s)) พรอ มทั้งกําจัดสัญญาณรบกวน (Disturbance signal: D(s)) ไปพรอมกัน ตวั ควบคมุ PID จะมโี พล (Pole) ทจ่ี ดุ กําเนิดจํานวน

24 หนึ่งตัว และซีโร (Zero) จํานวนสองตัว เมื่อตัวควบคุม PID วางตัวอยูในวิถีปอนไปหนา (Forward path) ของวงรอบการควบคุม (Control loop) ในลักษณะตออนุกรมหรือตอ อันดับ กับ พลานต (Plant) ซ่ึงมีฟงกชันเปน ระบบควบคุมท่ีไดรับการควบคุมดวย ตัวควบคุม PID จะมอี ันดับ (Order) เพิ่มขึน้ หนงึ่ และเมอ่ื ตัวควบคุม PID รับสัญญาณอินพุตแบบ ข้ันบันได (Step input) สญั ญาณเอาตพตุ ของตัวควบคุม PID ซ่ึงสัดสวน a ของ สัญญาณจะแปรผันตรงกับ คา ความชัน b ของสัญญาณจะแปรผนั ตรงกับคา และสัดสวน c ของสัญญาณจะ แปรผันตรงกับคา ภาพที่ 2-24 วงรอบการควบคุม PID ภาพที่ 2-25 เอาตพตุ ของตวั ควบคมุ PID เมือ่ รบั อนิ พตุ แบบขนั้ บนั ได ผลตอบสนองของระบบในโดเมนเวลาสามารถแบงพิจารณาออกเปน ผลตอบสนองเชิงแปร ตาม อินพุต (Command following/trackig) และผลตอบสนองเชิงคุมคาโหลด (Load regulating) ผลกระทบจากการปรับแตงคาพารามิเตอรของตัวควบคุม PID ท่ีมีตอ ผลตอบสนองของระบบใน

25 โดเมนเวลา ไดรับการ เม่ือ tr คือเวลาข้ึน (Rise time), Mp คือการพุงเกินสูงสุด (Maximum overshoot), ts คือเวลาเขาท่ี (Settling time), Mp_reg คือการพงุ เกินสูงสุดจากการคุมคาโหลด (Maximum overshoot of load regulation), treg คือ เวลาเขาท่ีจากการคมุ คา โหลด (Settling time of load regulation) และ ess คือความคลาดเคลอ่ื น ในสภาวะคงตวั (Steady-state error) ภาพที่ 2-26 ผลตอบสนองของระบบในโดเมน ภาพที่ 2-27 ตารางผลกระทบจากการปรับแตงคา พารามิเตอรของตวั ควบคุม PID กรอบงานออกแบบตัวควบคมุ PID ตามบริบทของการหาคาเหมาะท่ีสุด ปญหาการหาคา เหมาะ ท่ีสุด (Optimization problem) สามารถเขียนแสดงในรูปของ ความสมั พันธทางคณิตศาสตรไดดัง สมการ เม่ือ คือฟง กชันวัตถุประสงค (Objective function) ท่ีตองการทําใหมีคา นอยท่ีสุด

26 และสอดคลองกับฟงกชันเงื่อนไข (Constraint function) ซ่ึงประกอบไปดวยเง่ือนไขสมการ (Equality constraint) ดังแสดงในสมการ และเงื่อนไขสมการ (Inequality constraint) ดงั แสดงในสมการ 6. หลกั การใชงานตัวควบคุมมอเตอร ดวย Inverter ปจจุบันอินเวอรเ ตอรไดพ ัฒนาอยางรวดเร็วและมีการใชงานอยางแพรหลายในภาคอุตสาหกรรม โดยเฉพาะในงานควบคุมมอเตอรไ ฟฟา เน่ืองจากอินเวอรเตอรสามารถท่ีจะใชในการควบคุมมอเตอร ใหไดความเร็วรอบแรงบิดตามตองการและมีประสิทธิภาพสูง อินเวอรเตอร (Inverter) หมายถึง อปุ กรณอิเล็กทรอนิคสท่ีใชสําหรับแปลงผันกําลังไฟฟากระแสตรงเปนกระแสสลับ โดยแบงออกเปน สองชนิด คอื ชนิดท่ีใชเปนแหลงจายกําลังไฟฟา (Power Supplies) ซง่ึ ไมมีการเคลอ่ื นที่ เชน ระบบ ปองกันกําลังไฟฟาขาดชวง (Uninterruptible Power Supplies) และอีกประเภทหนง่ึ คือชนดิ ที่ใช กบั โหลดที่มีการเคล่ือนท่ี เชน มอเตอรไ ฟฟา เปนตน จุดประสงคท ี่เหมือนของท้ังสองชนดิ คือตอ งการ ใหไดแ รงดนั ไฟฟา ดานออกท่สี ามารถควบคุมไดท้งั ขนาดและความถี่ วงจรอินเวอรเตอรสําหรบั ควบคุม มอเตอรแสดงดังภาพท่ี 2-28 ภาพท่ี 2-28 วงจรอินเวอรเตอรสาํ หรบั การควบคมุ มอเตอร 6.1 โครงสรางและหลกั การทํางานของอนิ เวอรเ ตอร หลักการทํางานของตวั ยอินเวอรเตอรน ้ันเมือ่ มีไฟฟากระแสสลับ (AC) ไหลเขาวงจรจะผาน เขาไปยังวงจรคอนเวอรเตอรกอนเพ่ือทําการแปลงไฟฟากระแสสลับ (AC) ใหเปนไฟฟากระแสตรง

27 เมื่อแรงดันถูกกรองสัญญาณใหเรียบแลวจะสงผานไปยังวงจรอินเวอรเตอรเพื่อแปลงสัญญาณไฟฟา กระแสตรงใหเปนไฟฟากระแสสลับ วงจรคอนเวอรเตอรและวงจรอินเวอรเตอรนั้นท้ัง 2 เปนวงจร หลักที่ทําหนาที่แปลงรูปคลื่น โดยทั่วไปแหลงจายไฟกระแสสลับจะมีเอาทพุตเปนรูปคลื่นไซนแต เอาทพุตของอินเวอรเตอรจะมีรูปคล่ืนแตกตางจากรูปไซน นอกจากน้ีมีวงจรควบคุมเพื่อทําหนาท่ี ควบคุมและส่ังการใหจายแรงดันและความถี่ที่เหมาะสมเพ่ือใหไดความเร็วหรือแรงบิดตามท่ีตองการ โดยโครงสรางมี 3 สว นดงั น้ี 6.1.1 ชุดคอนเวอรเตอร (Converter Circuit) ทําหนาท่ีแปลงไฟกระแสสลับจาก แหลงจา ยไฟ AC Power Supply (50 Hz) ใหเปน ไฟกระแสตรง (DC Voltage) แสดงดงั ภาพที่ 2-29 ภาพที่ 2-29 วงจรชดุ คอนเวอรเ ตอร (Converter Circuit) 6.1.2 ชุดอินเวอรเตอร (Inverter Circuit) ทําหนาท่ีแปลงไฟกระแสตรง (DC Voltage) ใหเปน ไฟกระแสสลับ (AC Voltage) ที่สามารถเปล่ยี นแปลงแรงดนั และความถ่ี ชุดอินเวอรเ ตอร )Inverter Circuit) ภาพที่ 3-30 วงจรชดุ อินเวอรเตอร (Inverter Circuit) 6.1.3 ชุดวงจรควบคุม (Control Circuit) มีหนาท่ีควบคุมการทํางานของชุดคอนเวอร เตอร และชุดอินเวอรเ ตอร การควบคุมสัญญาณการเปล่ียนขนาดแรงดนั ของอินเวอรเตอรต ามความถ่ี โดยวธิ ีการแปรรูปคลืน่ ของแรงดัน สามารถทําไดห ลายวิธีดังน้ี

28 1) วิธีแปรขนาดแรงดันของไฟตรง (PAM : Pulse Amplitute Modulation) 2) วิธีแปรความกวางของพัลสที่ใชเปด-ปดทรานซิสเตอร (PWM : Pulse Width Modulation) แบง เปน 2 แบบดงั น้ี 2.1) แบบ Square Wave แสดงดงั ภาพท่ี 2-31 2.2) แบบ Sine Wave แสดงดงั ภาพท่ี 2-32 ภาพท่ี 2-31 การเปล่ยี นขนาดแรงดนั ของอินเวอรเ ตอรต ามความถ่ี

29 ภาพที่ 2-32 วธิ ี PWM แบบ Sine Wave ดวยอุปกรณอิเล็กทรอนิกสกําลังท่ที ันสมัยและเทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอรขั้นสูง AC Motor Drives สามารถควบคุมความเรว็ มอเตอรไ ดอยางมีประสิทธิภาพปรับปรงุ ระบบอัตโนมัติของ เคร่ืองจักรและประหยัดพลังงาน การใชประโยชนจากตําแหนงที่แข็งแกรง ในดานเทคโนโลยี อิเล็กทรอนกิ สกําลังมอเตอรไ ดรฟไดพัฒนาไปอยางรวดเร็ว ไดรฟแตละชุดไดร ับการออกแบบมาเพื่อ ตอบสนองความตองการของแอปพลิเคชั่นเฉพาะไดรฟ AC ของเราควบคุมความเร็วและแรงบิดได อยางแมนยําจัดการกับโหลดท่ีเพ่ิมขึ้นไดอยางราบรื่นและมีโหมดการทํางานควบคุมและกําหนดคา แบบกําหนดเองมากมาย AC Motor Drive มีเทคโนโลยีการควบคุมมอเตอรแบบครบวงจรและถูก นาํ ไปใชใ นหลากหลายอตุ สาหกรรมเพ่ือเพิ่มประสิทธภิ าพและปรบั ปรุงระบบอตั โนมตั ิของเครื่องจักร 6.1.4 คา ตัวแปรในการควบคุม มอเตอรเ ปน อปุ กรณไฟฟาที่ใชในการแปลงพลังงานไฟฟา ไปเปนพลังงานกล โดยนําพลังงานที่ไดน้ีไปทําการขับเคล่ือนเคร่ืองจักร อ่ืนๆตอไป ความเร็วของ มอเตอรสามารถกาํ หนดไดโดย

30 1) แรงบิดของโหลด 2) จาํ นวนข้วั ของมอเตอร 3) ความถ่ขี องแหลง จา ยไฟท่ีใชก ับมอเตอร 4) แรงดนั ทจ่ี า ยใหกับมอเตอร โดยความเรว็ ของมอเตอรส ามารถหาไดจ ากสตู ร ดงั ตอ ไปนี้ ความเร็วรอบ N = {[120 * ความถี่ f (Hz)] / จํานวนขว้ั P} 6.1.5 ขอดีของการใชอ ุปกรณปรับความเร็วรอบมอเตอร 1.) การสตารท ทนี่ ุมนวล (Soft Start) 2.) ไมมกี ารกระชากของกระแส (Inrush Current) 3.) สามารถปรบั อัตราเรง และอตั ราหนวงได (Adjustable Acceleration and Deceleration Time) 4.) สามารถควบคุมไดจากระยะไกล (Remote Control) 5.) สามารถควบคมุ การทาํ งานโดยตอเชอื่ มกับคอมพิวเตอร 6.) มรี ะบบ Protection 6.1.6 ลกั ษณะของโหลดมอเตอร การเลือกใชรูปแบบการทํางานของอินเวอรเตอรตองเลอื กใชเหมาะสมกับประเภท ของงานใหเกดิ ประสทิ ธิภาพ โดยการดลู กั ษณะของโหลดแตป ระเภท ตองเขาใจในลักษณะของโหลดที่ จะถูกใชในการงานของอตุ สาหกรรมนน้ั เปน ประโยชนมากในการเลอื กมอเตอรที่เหมาะสมและความถ่ี ที่ตองใชสําหรับการขับเคล่ือนมอเตอรตัวน้ัน เพราะปญหาใหญอยางหน่ึงของการออกแบบ และ บริการทางดานการขับเคล่ือนมอเตอรไฟฟา คือ การเลือกมอเตอรและอินเวอรเตอร ไมเหมาะสมกับ ลกั ษณะของงานนั้นเอง ทําใหเกิดปญหาเร่ืองการขับมอเตอรไ มไดบาง Overload บาง หรือแมแตชุด ขับเคลื่อนอาจเสียหาย ฉะนั้นกอนท่ีจะมีการเลือกมอเตอรและอินเวอรเตอร นั้น ผูเลือกตองทําความ เขาใจเปน อยา งมากในคณุ ลักษณะของโหลด ลักษณะของโหลดที่ใชกับงานมอเตอรไฟฟาอยางคราวๆ มีตามรายละเอยี ดดงั นี้

31 1) ลกั ษณะโหลดแรงบดิ คงที่ Constant Torque โหลดแบบแรงบิดคงที่ ( Constant Torque) คอื ลักษณะของโหลดท่ีเมื่อมีเพ่ิม ปริมาณของความถ่ีของมอเตอรแลวน้ัน ( กําลังเพ่ิมขึ้น) โหลดที่ใชก็ยังคงที่ตลอดเวลา แรงบิดท่ี ตองการจากมอเตอรก็คงทต่ี ลอดเวลาเหมือนกัน ตัวอยางงานท่ีมีลักษณะโหลดแบบนี้ เชน งานระบบ สายพานลาํ เลียงตา งๆ (conveyors) แสดงดงั ภาพท่ี 2-33 ภาพที่ 2-33 ลักษณะโหลดแรงบดิ คงที่ Constant Torque 2.) ลักษณะโหลดแรงบิดไมคงที่ Variable Torque โหลดแบบแปรผัน(Quadratic torque) เปนโหลดท่ีมีลักษณะของกราฟ แรงบิดและกําลังเปนสัดสวนเดียวกันในลักษณะประมาณสมการกําลงั สอง โหลดแบบน้ีจะเจอในงาน ประเภทมอเตอรไ ฟฟาทข่ี บั ปม แรงเหวยี่ ง (centrifugal pumps) และ พดั ลมแสดงดังภาพที่ 2-34 ภาพที่ 2-34 ลักษณะโหลดแรงบิดไมคงท่ี Variable Torque

32 3.) ลักษณะโหลดกาํ ลังคงที่ Constant Power โหลดแบบกําลงั คงท่ี งานทจี่ ะใชโ หลดแบบน้ีจะเปนงานท่ีมีการเปล่ยี นแปลง ขนาดของวัสดุระหวางกระบวนการผลิต กําลังและแรงบิดจะเปนสัดสวนผกผันกับความเร็วในการ หมนุ แสดงดงั ภาพที่ 2-35 ภาพที่ 2-35 ลักษณะโหลดกําลงั คงท่ี Constant Power 4.) ลกั ษณะโหลดกาํ ลงั และแรงบดิ คงที่ Constant Power/Torque โหลดแบบนี้จะถกู ใชในอตุ สาหกรรมกระดาษ มันเกิดการรวมกันระหวางกําลงั ท่ี คงที่และแรงบดิ ทค่ี งที่ โหลดแบบน้มี ักจะตอ งการกาํ ลังมากๆเมื่อมอเตอรหมุนเร็วแสดงดังภาพที่ 2-36 ภาพท่ี 2-36 ลกั ษณะโหลดกําลังและแรงบิดคงท่ี Constant Power/Torque

33 5.) ลกั ษณะโหลดแรงบิดเร่มิ ตน สงู Starting Breaking Torque Demand สําหรับงานที่ตองการกําลังบิดมากๆ เมื่อมอเตอรหมุนชา มักจะเกิดลักษณะ โหลดแบบน้ีข้ึน งานท่ีตองการโหลดแบบนี้มีใหเห็นทั่วไปเชนงาน เคร่ืองอัด งานรีด งานปม สกรู ลกั ษณะงานแบบนจ้ี ําเปนอยางท่ีตอ งใชมอเตอรและอินเวอรเตอรท ม่ี ีประสิทธิภาพสูงในการขับใหเกิด การอัดวัสดุชนิดตา งๆได ถามีความผิดพลาดในการออกแบบและใชงานอินเวอรเตอรที่ผิดไป ก็จะใช งานไมไ ดเ ลยแสดงดังภาพท่ี 2-37 ภาพที่ 2-37 ลักษณะโหลดแรงบิดเริ่มตน สูง Starting Breaking Torque Demand

34 บทที่ 3 วธิ ดี ําเนนิ การวิจยั 1. ขอบเขตการดําเนินงาน 1.1 ประชมุ วางแผนและจดั ทาํ ขอเสนอโครงการเพอ่ื ขอรบั การสนบั สนุนผา นโครงการ ITAP 1.2 ศึกษาและรวบรวมขอมลู การต้ังคาพารามเิ ตอรระบบควบคุมการมวนหนังเทียม แบบอัตโนมัติ สาํ หรบั ควบคุมความตงึ ของหนงั เทียม PVC ในกระบวนการเคลือบผิว 1.3 ออกแบบระบบควบคมุ การมวนหนังเทียม แบบอัตโนมตั ิ สําหรับควบคุมความตึงของหนังเทียม PVC 1.4 จัดเตรียมวัสดุ เครื่องมือและอุปกรณ สําหรับใชสรางระบบควบคุมการมวนหนังเทียม แบบ อัตโนมัติ 1.5 ควบคุมการประกอบและตดิ ตงั้ ระบบควบคุมการมวนหนังเทียม แบบอตั โนมัติ 1.6 ใหค ําปรกึ ษาและตรวจสอบการทํางานของระบบควบคมุ การมวนหนังเทียม แบบอัตโนมัติ 1.7 ทดสอบการมวนหนังเทียม PVC และเก็บขอมูลการทํางานของระบบควบคุมการมวนหนัง เทียม แบบอัตโนมตั ิ 1.8 จัดทาํ คูม ือการใชง านระบบควบคุมการมว นหนงั เทียม แบบอัตโนมัติ 1.9 ถายทอดองคความรูใหก ับผคู วบคมุ การมว นหนังเทียม แบบอัตโนมตั ิ 1.10 จดั ทํารายงานสรปุ ผลการดําเนนิ โครงการ

35 2. แผนการดาํ เนนิ งาน 1 เดือนที่ ผรู ับผดิ ชอบ ขน้ั ตอนการดาํ เนินงาน 2 3 4-5 1) ประชุมวางแผนและจัดทําขอ เสนอโครงการ เจริญ, นครนิ ทร 2) ศกึ ษาและรวบรวมขอ มูลการตัง้ คาพารามเิ ตอรระบบ ควบคุมการมว นหนงั เทยี ม แบบอัตโนมัติ สําหรับควบคมุ ทววี ัฒน, เจรญิ ความตงึ ของหนังเทยี ม PVC เจริญ, ทววี ัฒน 3) ออกแบบระบบควบคมุ การมวนหนงั เทียม แบบ อตั โนมตั ิ บริษัทฯ ทววี ัฒน, เจรญิ 4) จัดเตรยี มวสั ดุ และอปุ กรณ สาํ หรบั ใชสรางระบบฯ ทววี ัฒน, 5) ควบคุมการประกอบและติดตัง้ ระบบฯ นครินทร 6) ใหค ําปรกึ ษาและตรวจสอบการทํางานของระบบฯ บรษิ ัทฯ 7) ทดสอบการมวนหนังเทียม PVC เก็บขอมูลการ 1 เดือนท่ี เจริญ, ทววี ัฒน ทํางานของระบบฯ 23 ผรู บั ผดิ ชอบ 8) จัดทําคมู อื การใชงานระบบฯ 4-5 ขั้นตอนการดาํ เนินงาน เจรญิ , 9) ถายทอดองคค วามรใู หก บั ผูควบคุมระบบฯ นครนิ ทร 10) จัดทํารายงานสรุปผลการดําเนินงาน เจรญิ , ทววี ฒั น - ขอเสนอโครงการ , นครินทร - รายงานความกาวหนา - รายงานฉบบั สมบูรณ ภาพท่ี 3-1 แผนดําเนนิ งาน

36 3. ระยะเวลาดาํ เนินงาน 5 เดือน (15 พฤศจกิ ายน 2560 ถงึ 14 เมษายน 2561) 4. ข้ันตอนการดําเนินงาน 4.1 ประชุมวางแผนและเสนอโครงการ รวมประชุมกับเจาหนาท่ีบริษัทไทยวาพลาสตกิ จํากัด เจาของแหลงทุนวิจัย เพ่ือวางแนวการพัฒนาระบบควบคุมการมวนหนังเทียมPVC แบบอัตโนมัติ สําหรับควบคมุ ความตึงของหนังเทยี ม PVC ในกระบวนการเคลอื บผิว กําหนดวัตถุประสงค ขอบเขตของ งาน วางแผนงานในการพัฒนาระบบควบคุมการมว นหนงั เทียมPVC แบบอัตโนมัติ พรอมจัดทาํ ขอเสนอ โครงการวิจัยเพอื่ ขอทนุ สนับสนุนการวจิ ยั จากหนว ยงาน สํานักงานพัฒนาวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี แหงชาติ(สวทช.) โดยศูนยบริหารจัดการเทคโนโลยี โปรแกรมสนับสนุนการพัฒนาเทคโนโลยีและ นวัตกรรม (Innovation and Technology Assistance Program : ITAP) ในหัวขอโครงการพัฒนา เคร่ืองทดสอบคณุ ภาพของหมอแปลงไฟฟา 250 kVA ที่ควบคุมดวยระบบ PLC ภายใตเง่ือนไขของการ ไฟฟา สว นภมู ิภาค ภาพท่ี 3-2 ประชุมวางแผนและเสนอโครงการ 4.2 ศกึ ษาและรวบรวมขอมูลที่เกี่ยวของกบั ระบบการทํางานในการกระบวนมวนเก็บหนังเทยี ม ไดพบปญหาท่เี กิดข้ึนสง ผลตอคณุ ภาพและเวลาในการผลิตสินคา ปญหาที่พบมีดงั นี้ 4.2.1 ขณะเขามวนและเปลี่ยนแกนมวนความเร็วจะสูงขึน้ ทําใหเกิดการยึดตัวของแผนหนัง เทียมโดยการควบคุมความเร็วนั้นเปนแบบ Manual ตองใชความชํานาญของผูปฏิบัติงานทาํ ใหการ ควบคมุ นน้ั ยงั ไมเหมาะสมกับชนิ้ งานได 4.2.2 การมว นเกบ็ หนังเทยี มตองควบคมุ ความตงึ ของหนังเทียมใหสมํ่าเสมอเพ่ือไมใหการยืด ตวั ของหนังเทยี มและการรดั ตัวของมว นทําใหข อบมวนเปลี่ยนรูปได ซ่ึงจะมีผลกระทบตอกระบวนการ ถดั ไป

37 ดังน้ันแนวทางการพัฒนาระบบควบคุมจะมีการตรวจวัดคาความตึงของหนังเทียมใน กระบวนการเคลือบผวิ แบบ Real Time ตอ งออกแบบระบบควบคุมใหสามารถควบคุมความเร็วของ การมวนเพ่ือรักษาคาความตึงของหนังเทียมใหคงที่ตามความเหมาะสมของหนังเทียมแตละขนาด ความหนา 4.3 การออกแบบและตรวจสอบชุดควบคมุ 4.3.1 ออกแบบวงจรควบคมุ 4.3.1.1 วงจรควบคุมมอเตอรสําหรับแกนมวน A และ B ดวยชุด Inverter Drive Control สั่งการและควบคุมการทํางานดวย PLC ในการควบคุมความเร็วเพื่อรกั ษาคาความตึงของ หนังเทยี ม ภาพที่ 3-3 ออกแบบชดุ ควบคมุ มอเตอรแกนA ภาพท่ี 3-4 ออกแบบชุดควบคุมมอเตอรแกนB

38 4.3.1.2 ออกแบบอปุ กรณอินพุตสสําหรบั PLC ในการตรวจเชค็ สถานะของอปุ กรณ เพ่อื ชว ยในการเขยี นโปรแกรมในการควบคมุ การทาํ งาน ภาพท่ี 3-5 ออกแบบอปุ กรณอินพตุ 1 ภาพที่ 3-6 ออกแบบอุปกรณอนิ พุต 2

39 4.3.1.3 ออกแบบอุปกรณเอาทพุตสสําหรับ PLC ในการสั่งการทํางานของอุปกรณ ใหทํางานตามเง่อื นไขของโปรแกรมควบคมุ ภาพที่ 3-7 ออกแบบอปุ กรณเอาตพ ุต 1 ภาพท่ี 3-8 ออกแบบอปุ กรณเอาตพ ุต 2

40 4.3.1.4 ออกแบบอุปกรณอนาลอกอินพุตและเอาทพุตสําหรบั PLC ในการส่ังการ ทํางานของอปุ กรณใหทํางานตามเง่ือนไขของโปรแกรมควบคมุ ภาพท่ี 3-9 ออกแบบอุปกรณอนาลอกอนิ พตุ และเอาทพ ุต 1 4.3.1.5 ออกแบบตูควบคุมส่ังการใหเหมาะสมกับผูปฏิบัติสามารถปฏิบัติงานไดงา ย และสะดวกในการใชงาน ออกแบบการวางตาํ แหนงของอุปกรณใ นตู ภาพท่ี 3-10 ออกแบบตูควบคุมส่งั การ

41 4.3.1.6 ออกแบบการเชื่อมตอสื่อสารกบั อุปกรณค วบคมุ กําหนดคา อุปกรณแ ละ รปู แบบของการสื่อสารขอมลู โดยการสื่อสารขอมูลเลอื กการสอ่ื สารผาน Ethernet ภาพท่ี 3-11 การเชอื่ มตอ สื่อสารอุปกรณ 4.3.1.7 ออกแบบและเขียนโปรแกรมควบคมุ PLC ควบคุมการทํางานการมวนใน กระบวนเคลือบผวิ หนังเทียมและควบคมุ ความเร็วมอเตอรของแกนมวนแตละตวั เพื่อใหรักษาคาความ ตึงของหนงั เทยี ม ภาพท่ี 3-12 ออกบบโปรแกรมควมคมุ PID มอเตอรแกนA

42 ภาพท่ี 3-13 ออกบบโปรแกรมควมคมุ PID มอเตอรแกนB 4.4 จัดเตรียมเครื่องมือและอุปกรณสําหรับใชสรางระบบควบคุมการมวนหนังเทียม แบบ อตั โนมัติ และวัสดุ หนงั เทยี ม น้าํ ยาเคลอื บผวิ สาํ หรับทดสอบการทํางานของระบบควบคุม 4.5 ควบคมุ การประกอบและติดตงั้ ระบบควบคุมการมว นหนังเทียม แบบอัตโนมัติ ภาพที่ 3-14 ควบคมุ การประกอบและติดตัง้ ระบบควบคมุ

43 ภาพท่ี 3-15 ออกแบบและติดต้งั หนาจอส่งั การพรอมโปรแกรม 4.6 ตรวจสอบการทํางานของระบบควบคุมการทํางานตามเง่ือนไขที่ออกแบบไวทดสอบ พรอ มแกไ ขปรับปรุง ภาพท่ี 3-16 ตรวจสอบการทํางานของระบบควบคุม

44 4.7 ทดสอบการมว นหนังเทยี ม PVC และเก็บขอมูลการทํางานของระบบควบคุมการมวนหนัง เทียมแบบอตั โนมัติ ภาพท่ี 3-17 ทดสอบการมวนหนังเทยี ม PVC และเก็บขอ มลู